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面向未來電動汽車的技術:具有容差的全新變壓器設計

來源: 中電網
2021-06-29
類別:技術信息
eye 14
文章創建人 拍明

原標題:面向未來電動汽車的技術:具有容差的全新變壓器設計

面向未來電動汽車的技術中,具有容差的全新變壓器設計是一個重要的研究方向。以下是對這一技術的詳細闡述:

一、技術背景與需求

電動汽車和自動駕駛的發展前景有賴于許多關鍵技術的進步,其中包括高性能電池的充電功能。車載充電器(OBC)作為電動汽車充電系統的核心部件,其性能直接影響充電效率和電池壽命。因此,為了在高性能細分領域持續達到良好的效率水平,需要具有低開關損耗的功率開關組件以及優化的變壓器設計。

二、全新變壓器設計

  1. 諧振轉換器拓撲結構

    • 現代產品經常使用諧振轉換器拓撲結構,該結構利用了零電壓開關原理(ZVS),優勢在于減少開關損耗。

    • LLC諧振轉換器是其中的一種,其電路中的諧振電感可實現零電壓開關,使得LLC器件非常適合要求高效率及大功率的車載充電器(OBC)應用。

  2. LLC變壓器設計

    • LLC一詞指的是諧振電路依賴的三個組件功能:變壓器勵磁電感(Lm)、變壓器漏感(Lr)和諧振電容(Cr)。

    • 如果數值計算正確且遵守所需的最小容差(tolerance),可以使用LLC變壓器漏感來取代所需諧振電感。

  3. 創新設計

    • 供貨商普思電子(Pulse Electronics)使用有限元模型分析法(finite element modeling)設計了一款3.6kW的LLC變壓器,具備高精度及最小容差的漏感,能夠作為LLC轉換器的諧振電感。

    • 該設計通過優化初級側和次級側線圈的設計以及鐵芯氣隙的位置,確保漏感集中在初級側線圈周圍,并達到所需的漏感值。

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三、技術特點與優勢

  1. 高精度與最小容差

    • 通過創新的線圈設計和有限元模型分析法,實現了變壓器漏感的高精度和最小容差控制。

    • 這有助于提高變壓器的效率和穩定性,降低開關損耗。

  2. 高效率與大功率

    • LLC諧振轉換器利用零電壓開關原理,減少了開關損耗,提高了效率。

    • 該設計適用于大功率車載充電器應用,能夠滿足電動汽車快速充電的需求。

  3. 優化設計與可靠性

    • 通過優化線圈設計和鐵芯氣隙位置,提高了變壓器的可靠性和穩定性。

    • 該設計還考慮了變壓器的散熱性能和電磁兼容性,確保在復雜環境中穩定工作。

四、應用領域與前景

  1. 電動汽車

    • 該變壓器設計適用于電動汽車的車載充電器(OBC),能夠提高充電效率和電池壽命。

    • 隨著電動汽車市場的不斷擴大,該設計具有廣闊的應用前景。

  2. 自動駕駛

    • 自動駕駛汽車需要高性能的充電系統來支持其長時間運行和快速充電需求。

    • 該變壓器設計能夠滿足自動駕駛汽車的充電需求,推動自動駕駛技術的發展。

綜上所述,具有容差的全新變壓器設計是面向未來電動汽車的重要技術之一。通過創新的線圈設計和有限元模型分析法,實現了變壓器漏感的高精度和最小容差控制,提高了效率和穩定性。該設計適用于大功率車載充電器應用,能夠滿足電動汽車和自動駕駛汽車的充電需求,具有廣闊的應用前景。


責任編輯:David

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